ZR1'in en önemli karakteristik özelliği şüphesiz motoru. Kaputun altında Corvette yelpazesinde görülen tek DOHC V8 motor olma özelliğini taşıyan 5.7 litrelik bir ünite yatıyor.

Her ne kadar motor hacmi diğer modeller gibi 5.7 litre olsa da gelişimi Lotus tarafından üstlenilen bu atmosferik ünite 375 bg üretiyordu (bu güç ilerleyen dönemlerde 405 bg'e çıktı).

Kimble'ın ince işçiliği sayesinde sürücü tarafındaki valf kapağının altında çift kam mili yattığını görüyoruz. Ayrıca çizimde böylesi büyük bir motorun C4 Corvette'in aerodinamik tasarlanan ön bölümüne nasıl yerleştirildiği de anlaşılabiliyor.